JP2010192344A - 電球形蛍光ランプ及び照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】点灯装置の基板における回路部品の実装面積を増加し、回路部品の実装作業の自動化が可能な電球形蛍光ランプ及びこの電球形蛍光ランプを備える照明装置を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明は、発光管４と、この発光管４が支持され、内側に突出する支持壁５ｅを有する筒状のホルダ５と、前記発光管４を点灯制御させる点灯回路を構成する回路部品９が実装され、ホルダ５の軸方向中心に対して偏倚し、かつ軸方向と直交する平面上において、一端面側が前記ホルダ５の支持壁５ｅの端面と衝合するような位置関係で縦形配置されるとともに、一端面側に形成され、前記ホルダ５の支持壁５ｅの端面を避けて両側に延長した延出部８ａを有する基板８を備えた点灯装置７と、前記基板８の他端側に配設された口金２とを備える電球形蛍光ランプ１である。
【選択図】図６

Description

本発明は、電球形蛍光ランプ及びこの電球形蛍光ランプを備える照明装置に関する。

従来、この種の電球形蛍光ランプは、ＪＩＳに定義されている一般照明用電球に近い寸法に小形化されており、一般照明用電球に近似した外観を有している。そして、電球形蛍光ランプには、屈曲形のバルブを有する発光管が用いられており、この発光管を点灯制御する点灯装置が発光管を支持するホルダやカバー内の狭隘なスペースに配設されている。

したがって、点灯装置を構成し回路部品を実装する基板の実装面積も小さく制限され、このため、例えば、ディスクリート部品である正温度特性抵抗素子（ＰＴＣ）は、そのリード線を、発光管の電極の一対のワイヤを巻き付けて接続するラッピングピンを利用して、すなわち、このラッピングピンに巻き付けて、はんだ付けや溶接によって接続する等の対応が行われていた（例えば、特許文献１参照）。

特開２００７−４８７２８号公報

しかしながら、上記従来のようなラッピングピンを利用して回路部品のリード線を巻き付け、基板に回路部品を実装する構成では、回路部品の実装作業を自動化する場合、その自動化が困難であり、自動化を可能とするには基板の実装面積を増加する必要がある。

本発明は、上記課題に鑑みなされたもので、点灯装置の基板における回路部品の実装面積を増加し、回路部品の実装作業の自動化が可能な電球形蛍光ランプ及びこの電球形蛍光ランプを備える照明装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載の電球形蛍光ランプは、発光管と；この発光管が支持され、内側に突出する支持壁を有する筒状のホルダと；前記発光管を点灯制御させる点灯回路を構成する回路部品が実装され、ホルダの軸方向中心に対して偏倚し、かつ軸方向と直交する平面上において、一端面側が前記ホルダの支持壁の端面と衝合するような位置関係で縦形配置されるとともに、一端面側に形成され、前記ホルダの支持壁の端面を避けて両側に延長した延出部を有する基板を備えた点灯装置と；前記基板の他端側に配設された口金と；を具備していることを特徴とする。

本発明及び以下の発明において、特に指定しない限り用語の定義及び技術的意味は次による。回路部品には、コンデンサ、スイッチング素子等の電子部品やラッピングピン等の部品が含まれる。また、「軸方向と直交する平面上において」とは、軸方向と直交する仮想した平面上における基板の位置関係を意味するものである。

請求項２に記載の照明装置は、装置本体と；この装置本体に取付けられる請求項１に記載の電球形蛍光ランプと；を具備していることを特徴とする。照明装置としては、屋内又は屋外で用いられる各種照明装置に適用可能である。

請求項１に記載の発明によれば、点灯装置の基板における回路部品の実装面積を増加でき、回路部品の実装作業の自動化が可能でコンパクトな電球形蛍光ランプを提供することができる。

請求項２に記載の照明装置によれば、請求項１に記載の電球形蛍光ランプを備えているので、この電球形蛍光ランプの効果を奏する照明装置を提供できる。

本発明の実施形態に係る電球形蛍光ランプの一部を断面で示す正面図である。 同ホルダを示す斜視図である。 同じくホルダの内側を示す斜視図である。 同点灯装置示す斜視図である。 同じく点灯装置を示す平面図である。 同点灯装置の取付け状態を示す斜視図である。 同じく点灯装置の取付け状態を示す平面図である。 同じく点灯装置の取付け状態を一部を断面で示す側面図である。 同点灯装置の回路図である。 本発明の実施形態に係る照明装置を示す構成図である。

以下、本発明の実施形態に係る電球形蛍光ランプについて図１乃至図９を参照して説明する。なお、各図において、同一部分には同一符号を付し重複した説明は省略する。図１に示すように、電球形蛍光ランプ１は、その管軸方向の一端に口金２を設けたカバー３、このカバー３の他端側に支持された発光管４、この発光管４の一端側を支持する発光管支持ホルダ５、発光管４を覆うとともに下端側でホルダ５の周囲を覆ってカバー３に取付けられた樹脂グローブ６、口金２、ホルダ５及びカバー３の内側に収納された点灯装置７を備えている。そして、定格電力が例えば、４０Ｗタイプ、６０Ｗタイプ、１００Ｗタイプの白熱電球等の一般照明用電球に近い寸法と外観に形成されている。この一般照明用電球とは、ＪＩＳ Ｃ ７５０１に定義されている。

口金２は、エジソンタイプのＥ２６形等で、ねじ山が形成された筒状部２ａを備え、この筒状部２ａは、その上端側をカバー３の一端部に被せて接着剤又はかしめ等により固定されている。

カバー３は、ＰＢＴ等の耐熱性合成樹脂により形成され、下方に向けて漸次縮径する逆円錐台状部を有し、このカバー３の一端側には口金２の筒状部２ａが取付けられ、他端側には、拡開した円環状のカバー部３ａが形成され、カバー部３ａの内側にはグローブ６が取付けられるようになっている。

発光管支持ホルダ５は、ＰＢＴ等の耐熱性合成樹脂により概略円筒状に形成されており、上端に基板面５ａを有し、この基板面５ａの周縁部から下方に垂下する周面５ｂ有している。そして、周面５ｂの下端をグローブ６の下端縁に係止して接着剤等により固着されている。なお、このホルダ５は、周面５ｂの下端をカバー３のカバー部３ａ内側に固着するようにしてもよい。

図２及び図３に示すように、発光管支持ホルダ５の基板面５ａ上には、発光管４の端部、すなわち、一対の電極封止端部４ａ、４ｂが挿入支持される円形状の挿入口５ｃが形成され、この挿入口５ｃの外縁部には支持鍔５ｄが形成され、また、ホルダ５の内側には、挿入口５ｂに沿って内側に突出する一対の略Ｕ字状の支持壁５ｅが形成されている。さらに、ホルダ５の内側であって周面５ｂ側近傍には、ホルダ５の軸方向中心線からオフセットした位置で互いに対向する一対の基板取付部５ｆが形成されている。基板取付部５ｆは、段状に突出して形成され、互いに対向して基板取付用の挿入溝５ｇを有している。なお、ホルダ５の支持壁５ｅや基板取付部５ｆの形状等は、本実施形態に格別限定されるものではない。

図１において、樹脂グローブ６は、例えば、有機顔料を含んで乳白色を呈し、ポリカーボネート等の熱可塑性の合成樹脂により、白熱電球等の一般照明用電球のガラス球の形状に近い滑らかな曲面状に形成されている。そして、樹脂グローブ６は、略球状に形成された球状部６ａと、この球状部６ａの下方部に球状部６ａの直径よりも小径に漸次縮径された略円筒状の縮径部６ｂを一体的に形成している。球状部６ａは樹脂グローブ６の最大径をなす最大径部６ｃを有する。縮径部６ｂは、樹脂グローブ６の一端部に縮径開口端部６ｄが形成され、この開口端部６ｄの縁部がカバー３のカバー部３ａの内側に嵌合されて例えば、シリコーン樹脂やエポキシ樹脂等の接着剤により接着固定されている。

そして、樹脂グローブ６は、発光管４及び電球形蛍光ランプ１の管軸と直交する方向、すなわち、横方向に２分割されている。つまり、発光管４の最大外径部を横方向の分割線で上下に２分割して、球状部６ａ側のトップグローブ６−１と、縮径部６ｂ側のアンダグローブ６−２とを形成している。

発光管４は、その頂端部側に形成された膨出部としての螺旋形部４ｃと、発光管支持ホルダ５側に形成された直状部４ｄとを有し、これらを一体に連結している。螺旋形部４ｃは、外径が例えば、１０ｍｍの直状円管状のガラスバルブの一端から他端に亘る中間部を略等分の２つ折りに折曲し、その等分位置の折返し部を頂端として図示しない金型に巻き付けて２重螺旋状にモールド成形することにより形成される。ガラスバルブは、内周面に希土類等の蛍光体膜を略全長に亘って形成し、軸方向両端部には、一対の電極４ｅ、４ｆをそれぞれ封装して電極封止端部４ａ、４ｂを形成している。また、ガラスバルブ内には、アルゴンやクリプトン等の希ガスが封入されており、電極封止端部４ａ、４ｂの外面には、その内部に連通する排気管である短い細管４ｇと、先端部が口金２の内側まで延設されるような長い細管４ｈとが形成されている。この長い細管４ｈには、アマルガムが封入されている。

膨出部としての螺旋形部４ｃは、樹脂グローブ６の最大径部６ｃを有する頂端側の球状部６ａ内に収容され、その螺旋径を、樹脂グローブ６の球状部６ａの内面形状に対応させている。そして、頂端の折返し部から最大径部６ｃに向けて漸次拡径して、樹脂グローブ６の最大径部６ｃで螺旋径を最大とし、樹脂グローブ６の球状部６ａ下半部の縮径に対応して螺旋径を漸次縮径して直状部４ｄに一体に連続形成している。直状部４ｄは、一対の電極封止端部４ａ、４ｂを略平行に並設して発光管支持ホルダ５の挿入口５ｃに挿入され、支持鍔５ｄ及び支持壁５ｅに支持され、シリコーン樹脂やエポキシ樹脂等の接着剤によって接着固定されている。

点灯装置７は、発光管４を点灯制御する機能をなし、点灯回路パターンを形成した縦形配置の基板８を発光管支持ホルダ５内面に嵌入して固定している。基板８の実装面側には、電解コンデンサＣ2やトランスＣＴ等の点灯回路部品９が実装され、また、基板８の裏面側には、トランジスタＱ1や全波整流器ＲＥＣ等の表面実装タイプの点灯回路部品９が実装されている。つまり、基板８の両面に点灯回路部品９が実装されるようになっており、実装面側には、大形の比較的背の高い部品、裏面側には、比較的背の低い部品が実装されている。

図４及び図５に示すように、基板８は、ガラスエポキシ樹脂等の絶縁性を有する材料で形成され、略矩形状をなしている。さらに、一端面側８ｃには、その両側に延長して実装面積を増加する延出部８ａがそれぞれ所定のスペース８ｂをおいて形成されている。基板８の実装面には、略中央部にトランスＣＴが実装され、一端寄りには、正温度特性抵抗素子ＰＴＣが実装されている。また、正温度特性抵抗素子ＰＴＣの両側及び延出部８ａには、回路部品として４本のラッピングピンＷＰが立設されている。ラッピングピンＷＰは、発光管４の一対の電極４ｅ、４ｆから導出される各一対のアウターワイヤをそれぞれ巻き付けて電気的に接続するものである。一方、基板８の他端寄りには、コンデンサＣ1、平滑用コンデンサとしての電解コンデンサＣ2、巻線部品Ｌ1、Ｌ2、Ｌ3が実装されている。したがって、このような構成によれば、例えば、正温度特性抵抗素子ＰＴＣの実装面積が確保できるので、正温度特性抵抗素子ＰＴＣのリード線をラッピングピンＷＰに巻き付けてはんだ付け等により接続して実装する必要がなく、部品実装の自動化に適する構成とすることができる。なお、延出部８ａに実装する回路部品は、ラッピングピンＷＰに限らず、他の部品を実装するようにしてもよい。

次に、図６乃至図８を参照して点灯装置７の取付け状態について説明する。図６に示すように、基板８の一端面側８ｃ、すなわち、延出部８ａ側をホルダ５の内側に軸方向に向けて挿入するように縦形配置で取り付ける。具体的には、延出部８ａ及び延出部８ａから延びる基板８の側端面を基板取付部５ｆの挿入溝５ｇに嵌入する。

図７及び図８に示すように、この状態では、基板８は、ホルダ５の軸方向中心に対して偏倚して配置され、つまり、オフセット位置に配置され、特に、大形の背の高い部品が口金２やカバー３の内面に衝突することなく収納される。ここで、基板８はオフセット位置に配置されているので、軸方向と直交する平面上において（図７参照）、基板８の一端面側８ｃがホルダ５の支持壁５ｅの端面５ｈと衝合する位置関係にある。このような位置関係において、延出部８ａは、支持壁５ｅの端面５ｈと衝合しないように、スペース８ｂにより端面５ｈを避けて形成されている。換言すれば、スペース８ｂは、基板８の端面が支持壁５ｅの端面５ｈに衝合しないように、逃げ部を構成していることとなる。したがって、ホルダ５や口金２で形成される狭隘な空間にもかかわらず、基板８の実装面積を増加することができ、実装効率を向上することができ、回路部品の実装の自動化が可能となる。

次に、図９を参照して点灯装置７の回路構成の概要を説明する。商用交流電源にヒューズＦを介してフィルタを構成するコンデンサＣ1が接続され、このコンデンサＣ1の両端には全波整流器ＲＥＣの入力端子が接続されている。また、全波整流器ＲＥＣの出力端子にはインダクタＬ1を介して平滑用の電解コンデンサＣ3が接続されている。そして、この電解コンデンサＣ2には高周波を発生する交流電源としてのハーフブリッジ形のインバータ回路が接続されている。

インバータ回路は、電解コンデンサＣ2に対して並列にスイッチング素子である電界効果トランジスタＱ1及びＱ2が直列に接続されている。電界効果トランジスタＱ2のドレイン、ソース間には、バラストチョークを構成するトランスＣＴの巻線Ｌ2、直流カット用のコンデンサＣ3、共振コンデンサＣ4の直列回路が接続され、この共振コンデンサＣ4には発光管４の両端のフィラメントＦＬの一端がそれぞれ接続されている。また、フィラメントＦＬの他端には正温度特性抵抗素子ＰＴＣが接続されている。そして、電解コンデンサＣ2と電界効果トランジスタＱ1のゲート及び電界効果トランジスタＱ2のゲートとの間には、起動用の抵抗Ｒ2が接続され、これら電界効果トランジスタＱ1及びＱ2のゲートと電界効果トランジスタＱ1及びＱ2のソースとの間に、コンデンサＣ5及びＣ6直列回路が接続されている。

これらコンデンサＣ5及びＣ6の直列回路に対して並列に電界効果トランジスタQ1及びＱ2のゲート保護用の定電圧ダイオードＺＤ1及ＺＤ2の直列回路が接続されている。また、トランスＣＴの巻線Ｌ2の一端は、コンデンサＣ5及びＣ6の接続点に接続されたインダクタＬ3の他端と放電用抵抗Ｒ3との接続点に接続されている。さらに、電界効果トランジスタＱ2のドレイン、ソース間には、起動抵抗Ｒ3及びスイッチング改善用のコンデンサＣ7の並列回路が接続されている。

このような構成において、まず、電源が投入されると、商用交流電源の電圧が全波整流器ＲＥＣで整流され、平滑用の電解コンデンサＣ2で平滑される。抵抗Ｒ2を介して電界効果トランジスタＱ1のゲートに電圧が印加され、電界効果トランジスタＱ1がオンする。この電界効果トランジスタＱ1のオンにより、トランスＣＴの一次巻線のインダクタンス成分の共振波形に応じた電圧がトランスＣＴの二次巻線に誘起され、コンデンサＣ6とインダクタＬ3とのＬＣ直列回路が固有共振して略一定の周波数で電界効果トランジスタＱ1をオンさせ、電界効果トランジスタＱ2をオフさせる電圧を発生する。次で、共振電圧が反転するとトランスＣＴの二次巻線には逆の電圧が発生し、電界効果トランジスタＱ1をオフさせ、電界効果トランジスタＱ2をオンさせる電圧を発生する。以後、同様に、電界効果トランジスタＱ1及びＱ2が交互にオン、オフして、共振電圧が発生し、共振電流が流れる。

この共振電流が流れ出した状態では、正温度特性抵抗素子ＰＴＣは温度が低いため抵抗値が低く正温度特性抵抗素子ＰＴＣに流れる電流が大きい。このときの共振コンデンサＣ4の両端間に発生する共振電圧は低くなる。正温度特性抵抗素子ＰＴＣに電流が流れることによりジュール熱が発生し、正温度特性抵抗素子ＰＴＣの抵抗値が上昇して正温度特性抵抗素子ＰＴＣに流れる電流が減少すると、共振コンデンサＣ4に流れる電流が増加するように共振動作も変化し、共振電圧が徐々に高くなるように動作する。さらに、正温度特性抵抗素子ＰＴＣの抵抗値が増加して共振成分の変化により共振電流が増加するとともに、トランスＣＴの一次巻線が飽和し、ランプ始動に必要な電圧まで電圧が上昇すると、発光管４は放電を開始し点灯する。

以上のように本実施形態によれば、点灯装置７の基板８における回路部品９の実装面積を増加でき、回路部品９の実装作業の自動化が可能でコンパクトな電球形蛍光ランプ１を提供することができる。

次に、本発明に係る照明装置の実施形態について図１０を参照して説明する。照明装置は、例えば、天井面に設置されるダウンライトであり、装置本体２０と、この装置本体２０に取付けられた上記電球形蛍光ランプ１とを備えている。装置本体２０は、下面に開口部を有する金属製の箱状をなしたケース２１と、このケース２１の開口部に嵌合される金属製の反射体２２とから構成されている。反射体２２は、例えば、アルミニウム等の金属板で形成され、下面周囲には飾り枠２２ａが形成されている。反射体２２の上面板の中央には、電球形蛍光ランプ１の口金２をねじ込むソケット２３が配設されている。

本実施形態によれば、上記電球形蛍光ランプ１の効果を奏する照明装置を提供することができる。

なお、本発明は、上記実施形態の構成に限定されることなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。例えば、ホルダとカバーとは一体的に構成してもよく、また、基板の周囲を覆うような絶縁筒を設けるようにしてもよい。

１・・・電球形蛍光ランプ、２・・・口金、４・・・発光管、
５・・・ホルダ、５ｅ・・・支持壁、７・・・点灯装置、８・・・基板、
８ａ・・・延出部、９・・・回路部品、２０・・・照明装置本体

Claims (2)

1. 発光管と；
   この発光管が支持され、内側に突出する支持壁を有する筒状のホルダと；
   前記発光管を点灯制御させる点灯回路を構成する回路部品が実装され、ホルダの軸方向中心に対して偏倚し、かつ軸方向と直交する平面上において、一端面側が前記ホルダの支持壁の端面と衝合するような位置関係で縦形配置されるとともに、一端面側に形成され、前記ホルダの支持壁の端面を避けて両側に延長した延出部を有する基板を備えた点灯装置と；
   前記基板の他端側に配設された口金と；
   を具備していることを特徴とする電球形蛍光ランプ。
2. 装置本体と；
   この装置本体に取付けられる請求項１に記載の電球形蛍光ランプと；
   を具備していることを特徴とする照明装置。

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